Einfache Maschinen
sind physikalische Geräte, die es gestatten, den Angriffspunkt einer Kraft von einer Stelle an eine andere zu verlagern bzw. die Größe oder die Richtung einer Kraft gleichzeitig zu verändern, um auf diese Weise die Kraft zur Arbeitsverrichtung zweckmäßiger einzusetzen.

• Seil und Stange
• Rolle und Flaschenzug
• Hebel
• geneigte Ebene.

Seil und Stange

Fällt euch ein Einsatzbereich von Seil und Stange ein?

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Seil und Stange verlagern den Angriffspunkt einer Kraft und lassen ihre Größe und Richtung unverändert.

Rolle und Flaschenzug

An Baustellen kann man beobachten, wie mit Hilfe eines Aufzugs Steine nach oben befördert werden. Ein Motor zieht das Seil von oben nach unten, während die Last sich von unten nach oben bewegt. Bei diesem Aufzug läuft das Seil über eine Rolle.

Bei jedem Flaschenzug sind die auf der Kraftseite und der Lastseite verrichteten Arbeiten gleich groß, d.h. wenn die aufgewandte Kraft verkleinert wird, muss diese Kraft über einen entsprechend größeren Weg wirken.

Wo muss sich auf einem Spielplatz ein schwerer Junge auf eine Wippe hinsetzen, wenn er mit einem leichten Jungen wippen will?

Hebel

Am Hebel herrscht Gleichgewicht, wenn das Produkt aus Kraft und Kraftarm gleich dem Produkt aus der Gewichtskraft der Last und dem Lastarm ist.

Bei einem Hebel ist die auf der Kraft- und Lastseite verrichtete Arbeit gleich groß.

geneigte Ebene

Jede und jeder von euch hat schon beobachtet, wie schwere Fässer mit Hilfe eines langen Brettes auf einen Wagen gerollt werden.

Auf einer geneigten Ebene herrscht Gleichgewicht, wenn die Zugkraft gleich dem Produkt aus der Gewichtskraft der Last und der Neigung der geneigten Ebene ist.

Gesetz von der Erhaltung der Arbeit = Goldene Regel der Mechanik

Durch die Anwendung einer Maschine kann keine Arbeit gespart werden; die mit der Maschine verrichtete Arbeit ist vielmehr bei Reibungsfreiheit gleich der aufgewendeten Arbeit.

oder auch

Was an Kraft gespart wird, muss an Weg zugesetzt werden.